一、AsyncTask

AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，它可以在线程池中执行后台任务，然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UI。从实现上说，AsyncTask封装了Thread和Handler，通过AsyncTask可以更加方便的执行后台任务以及在主线程中访问UI，但是AsyncTask并不适合进行特别耗时的后台任务，耗时任务建议使用线程池。

四个核心方法

1、onPreExecute()，在主线程中执行，在异步任务执行之前，此方法会被调用，一般可以用于做一些准备工作。
2、doInBackground(Params ... params)，在线程池中执行，此方法用于执行异步任务，params参数表示异步任务的输入参数。在此方法中可以通过publishProgress()方法更新任务进度，publishProgress方法会调用onProgressUpdate方法。该方法需要返回计算结果给onPostExecute。
3、onProgressUpdate(Progress ...values)，在主线程中执行，当后台任务的执行进度发生改变时此方法被调用。
4、onPostExecute(Result result)，在主线程中执行，在异步任务执行之后，此方法会被调用，其中result参数是后台任务的返回值，即doInBackground的返回值。
5、onCancelled()，当异步任务被取消时，该方法被调用，此时onPostExecute则不会被调用。

使用限制

1、之前的版本AsyncTask的对象必须在主线程中创建，但最新版本下AsyncTask可以在子线程中创建。
2、execute方法必须在UI线程调用。
3、不要再程序中直接调用onPreExecute()、onPostExecute、doInBackground和onProgressUpdate方法。
4、一个AsyncTask对象只能执行一次，即只能调用一次execute方法，否则会报运行时异常。
5、Android3.0以及后续的版本中，可以通过AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行执行任务。

工作原理

    @MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }

    @MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) {
        if (mStatus != Status.PENDING) {
            switch (mStatus) {
                case RUNNING:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task is already running.");
                case FINISHED:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task has already been executed "
                            + "(a task can be executed only once)");
            }
        }

        mStatus = Status.RUNNING;

        onPreExecute();

        mWorker.mParams = params;
        exec.execute(mFuture);

        return this;
    }

sDefaultExecutor实际上是一个串行的线程池，一个进程中所有的AsyncTask全部在这个串行的线程池中排队执行。在executeOnExecutor方法中，AsyncTask的onPreExecute方法最先执行，然后线程池开始执行。

    /**
     * An {@link Executor} that executes tasks one at a time in serial
     * order.  This serialization is global to a particular process.
     */
    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

    private static class SerialExecutor implements Executor {
        final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
        Runnable mActive;

        public synchronized void execute(final Runnable r) {
            mTasks.offer(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        r.run();
                    } finally {
                        scheduleNext();
                    }
                }
            });
            if (mActive == null) {
                scheduleNext();
            }
        }

        protected synchronized void scheduleNext() {
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
        }
    }

AsyncTask的排队执行过程：首先系统会把AsyncTask的Params参数封装为FutureTask对象，FutureTask是一个并发类，在这里它充当了Runnable的作用。接着FutureTask交给SerialExecutor.execute方法处理。在execute方法中，futureTask首先被插入到任务队列mTask中，如果这个时候没有正在活动的任务，则会调用scheduleNext方法执行下一个AsyncTask任务。当一个AsyncTask任务执行完后，AsyncTask会继续执行其他任务直到所有的任务都被执行为止。默认情况下，AsyncTask是串行执行的。

AsyncTask中有两个线程池（SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR）和一个Handler（InternalHandler），其中线程池SerialExecutor用于任务的排队，而线程池THREAD_POOL_EXECUTOR用于真正地执行任务，InternalHandler用于将执行环境从线程池切换到主线程。

在SerialExecutor中调用了FutureTask.run()。而在FutureTask.run方法中最后又会调用mWorker.call()方法，因此mWorker.call最终在线程池中执行。

        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);
                Result result = null;
                try {
                    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                    //noinspection unchecked
                    result = doInBackground(mParams);
                    Binder.flushPendingCommands();
                } catch (Throwable tr) {
                    mCancelled.set(true);
                    throw tr;
                } finally {
                    postResult(result);
                }
                return result;
            }
        };

    private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

    ##默认情况下handler为InternalHandler
    private static class InternalHandler extends Handler {
        public InternalHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }

        @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
            switch (msg.what) {
                case MESSAGE_POST_RESULT:
                    // There is only one result
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            }
        }
    }

在mWorker.call()中，首先将mTaskInvoked置为true，表示当前任务已经被调用过了，然后执行AsyncTask.doInBackground方法，接着将其返回值传递给postResult方法。postResult方法会通过sHandler发送一个MESSAGE_POST_RESULT消息。sHandler是一个静态的Handler对象，为了能够将执行环境切换到主线程，sHandler必须在主线程中创建【其实按照现在的源码来看，我的理解是不需要在主线程中声明了，看下面代码】。

    public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
        mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
            ? getMainHandler()
            : new Handler(callbackLooper);
    }

    private static Handler getMainHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());
            }
            return sHandler;
        }
    }

默认情况下AsyncTask持有的mHandler即为sHandler，而目前默认给sHandler的looper为主线程Looper，因此就算在子线程中初始化了AsyncTask，sHandler的handleMessage方法依旧在主线程中执行。
sHandler收到MESSAGE_POST_RESULT消息后调用AsyncTask.finish()方法。

    private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }

如果AsyncTask被取消执行了，那么回调mCancelled方法，否则调用onPostExecute方法。

自身理解

google的工程师在AsyncTask的构造方法中加入了Looper参数，意味AsyncTask目前拥有更自由的定制化程度，我们可以给它传入子线程下的Looper，同时当前AsyncTask的onPreExecute方法和onPostExecute方法均会在当前线程下回调而不是默认的主线程。

二、HandlerThread

HandlerThread继承了Thread，它是一种可以使用Handler的Thread，在run方法中通过Looper.prepare()创建消息队列，并通过Looper.loop()来开启消息循环。

public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;
    private @Nullable Handler mHandler;

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
    
    /**
     * Constructs a HandlerThread.
     * @param name
     * @param priority The priority to run the thread at. The value supplied must be from 
     * {@link android.os.Process} and not from java.lang.Thread.
     */
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }

    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }

    public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        
        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

    /**
     * @return a shared {@link Handler} associated with this thread
     * @hide
     */
    @NonNull
    public Handler getThreadHandler() {
        if (mHandler == null) {
            mHandler = new Handler(getLooper());
        }
        return mHandler;
    }

    public boolean quit() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quit();
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * Quits the handler thread's looper safely.
     * <p>
     * Causes the handler thread's looper to terminate as soon as all remaining messages
     * in the message queue that are already due to be delivered have been handled.
     * Pending delayed messages with due times in the future will not be delivered.
     * </p><p>
     * Any attempt to post messages to the queue after the looper is asked to quit will fail.
     * For example, the {@link Handler#sendMessage(Message)} method will return false.
     * </p><p>
     * If the thread has not been started or has finished (that is if
     * {@link #getLooper} returns null), then false is returned.
     * Otherwise the looper is asked to quit and true is returned.
     * </p>
     *
     * @return True if the looper looper has been asked to quit or false if the
     * thread had not yet started running.
     */
    public boolean quitSafely() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }
}

它与普通Thread有显著的不同之处，普通Thread主要用于在run方法中执行一个耗时任务，而HandlerThread在内部创建了消息队列，外部需要通过Handler的消息方式来通知HandlerThread执行一个具体的任务。
当明确不需要再使用HandlerThread时，可以通过它的quit或者quitSafely方法来终止线程的执行。

三、IntentService

IntentService继承自Service且自身是一个抽象类，可用于执行后台耗时的任务，当任务执行后它会自动停止。IntentService的优先级比单纯的线程高很多，适合执行一些高优先级的后台任务。

    @Override
    public void onCreate() {
        // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock
        // during processing, and to have a static startService(Context, Intent)
        // method that would launch the service & hand off a wakelock.

        super.onCreate();
        HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
        thread.start();

        mServiceLooper = thread.getLooper();
        mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
    }

    @Override
    public int onStartCommand(@Nullable Intent intent, int flags, int startId) {
        onStart(intent, startId);
        return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
    }

    @Override
    public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
        msg.arg1 = startId;
        msg.obj = intent;
        mServiceHandler.sendMessage(msg);
    }

    private final class ServiceHandler extends Handler {
        public ServiceHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            onHandleIntent((Intent)msg.obj);
            stopSelf(msg.arg1);
        }
    }

当IntentService第一次启动时，会创建一个HandlerThread，通过它的Looper创建mServiceHandler。

启动IntentService时，onStartCommand方法被调用，而在onStartCommand中又调用了onStart方法。

onStart方法中包装一个Message对象，将intent交给mServiceHandler处理，最终由onHandleIntent（）方法处理传入的Itnent对象，这里的intent与外界通过startService(Intent intent)方法中传递的Intent对象内容一致，通过这个Intent即可解析出外界启动IntentService时传递的参数，通过参数区分具体的后台任务。

当onHandleIntent方法执行结束后，IntentService会通过stopSelf(int startId)方法尝试停止服务，这里之所以采用stopSelf(int startId)而不是stopSelf()停止服务，因为stopSelft()会立刻停止服务，而这个时候可能还有其他消息未处理，stopSelf(int startId)会等待所有的消息处理完毕后才终止服务。一般来说，stopSelf(int startId)在尝试停止服务之前会判断最近启动服务的次数是否和staratId相等，如果相等就立刻停止服务，不相等则不停止服务。

由于IntentService内部通过消息的方式向HandlerThread请求执行任务，Handler中的Looper是顺序处理消息的，这就意味着IntentService也是顺序执行后台任务，当有多个后台任务同时纯在时，这些后台任务会按照外界发起的顺序排队执行。